RU2454772C1 - Control and monitoring device of cubicle switchboard cell - Google Patents
Control and monitoring device of cubicle switchboard cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2454772C1 RU2454772C1 RU2011112020/07A RU2011112020A RU2454772C1 RU 2454772 C1 RU2454772 C1 RU 2454772C1 RU 2011112020/07 A RU2011112020/07 A RU 2011112020/07A RU 2011112020 A RU2011112020 A RU 2011112020A RU 2454772 C1 RU2454772 C1 RU 2454772C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- controller
- control
- switchgear
- cell
- controllers
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/16—Electric power substations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
- Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
- Y04S40/124—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses
Landscapes
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть применено при создании новых и модернизации существующих электрических подстанций в соответствии с концепцией цифровой подстанции.The invention relates to the field of electric power and can be applied to create new and modernize existing electrical substations in accordance with the concept of digital substation.
Уровень техникиState of the art
Известны технические решения по применению микропроцессоров и микроконтроллеров в устройствах управления, мониторинга и защиты комплектных распределительных устройств (КРУ), в том числе элегазовых КРУ (КРУЭ), устанавливаемых на современных высоковольтных подстанциях:Known technical solutions for the use of microprocessors and microcontrollers in control devices, monitoring and protection of complete switchgears (switchgear), including gas-insulated switchgear (switchgear) installed on modern high-voltage substations:
- Микропроцессорная система релейной защиты ячеек комплектных распределительных устройств с элегазовой изоляцией и управления секционным выключателем. Патент РФ на полезную модель №RU 56679, МПК G06F 15/16, приоритет от 20.04.06, опубл. 10.09.06.- Microprocessor-based relay protection system for switchgear cubicles with gas-insulated insulation and sectional switch control. RF patent for utility model No. RU 56679, IPC G06F 15/16, priority from 04/20/06, publ. 09/10/06.
- Digital control apparatus for gas insulated switchgear. Патент Кореи №KR 20040061776, МПК Н02В 13/035, приоритет от 31.12.2002, опубл. 07.07.2004.- Digital control apparatus for gas insulated switchgear. Korean Patent No. KR 20040061776, IPC H02B 13/035, Priority 12/31/2002, publ. 07/07/2004.
- Control and monitoring apparatus for gas insulated switchgear. Патент Кореи №KR 20090085928, МПК G08B 21/00, H02B 13/025, приоритет от 02.05.2008, опубл. 08.10.2009.- Control and monitoring apparatus for gas insulated switchgear. Korean Patent No. KR 20090085928, IPC G08B 21/00, H02B 13/025, priority dated 05/02/2008, publ. 10/08/2009.
- Control system for gas insulated switchgear. Патент Японии №JР 7177623, МПК H02B 1/24, приоритет от 12.21.1993, опубл. 14.07.1995.- Control system for gas insulated switchgear. Japan patent No. JP 7177623, IPC H02B 1/24, priority from 12.21.1993, publ. 07/14/1995.
- Controller for gas insulated metal enclosed switchgear. Патент КНР на полезную модель №CN 201018218 МПК Н02В 13/035, приоритет от 02.02.2007, опубл. 02.06.2008.- Controller for gas insulated metal enclosed switchgear. The patent of the People's Republic of China for utility model No.CN 201018218 IPC Н02В 13/035, priority date 02.02.2007, publ. 06/02/2008.
Последнее техническое решение принято в качестве прототипа.The last technical decision was made as a prototype.
Устройство-прототип содержит два связанных между собой контроллера, к первому из которых подключены сенсорный экран и модули сопряжения с датчиками и средствами управления КРУ, а второй контроллер снабжен средствами связи с внешними устройствами. Первый контроллер используется для управления и мониторинга КРУ, а второй - для коммуникации с внешними устройствами. Для связи элементов устройства прототип использует последовательный интерфейс RS232.The prototype device contains two interconnected controllers, the first of which is connected to a touch screen and interface modules with sensors and control devices of the switchgear, and the second controller is equipped with means of communication with external devices. The first controller is used to control and monitor the switchgear, and the second - for communication with external devices. To communicate the elements of the device, the prototype uses a serial interface RS232.
В последние годы с целью упрощения проводного монтажа, повышения надежности, обеспечения интероперабельности (способности к взаимодействию по открытому интерфейсу) и взаимозаменяемости аппаратуры управления от разных производителей осуществляется переход к цифровым подстанциям, т.е. полностью цифровому способу обмена информацией в пределах подстанции и далее - с удаленными центрами управления. Принципы организации такого обмена оговорены набором международных стандартов МЭК 61850 «Системы и сети связи на подстанциях». Эти стандарты регламентируют две шины сетевого обмена по протоколу передачи данных Ethernet.In recent years, in order to simplify wiring, increase reliability, ensure interoperability (the ability to interact via an open interface) and interchangeability of control equipment from different manufacturers, a transition to digital substations, i.e. fully digital way of exchanging information within the substation and further - with remote control centers. The principles for organizing such an exchange are stipulated by the set of international standards IEC 61850 “Communication systems and networks at substations”. These standards govern two network bus over Ethernet protocol.
Одна шина, называемая шиной процесса, обеспечивает быстрый обмен сигналами, требующими высокопроизводительной обработки, стандартизирована протоколом МЭК 61850-9-2 и используется для передачи цифровых значений токов и напряжений, передачи GOOSE-сообщений релейной защиты.One bus, called the process bus, provides a fast exchange of signals requiring high-performance processing, standardized by the IEC 61850-9-2 protocol and is used to transmit digital values of currents and voltages, transmit GOOSE relay protection messages.
Другая шина, называемая станционной шиной, обеспечивает более медленный обмен информацией, не требующей высокопроизводительной обработки, стандартизирована протоколом МЭК 61850-8-1 и используется для обмена данными и командами между комплексом релейной защиты и автоматики (РЗА), комплексом автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП) верхнего уровня подстанции и различными интеллектуальными электронными устройствами, подключенными к шине процесса.Another bus, called a station bus, provides a slower exchange of information that does not require high-performance processing, is standardized by the IEC 61850-8-1 protocol and is used to exchange data and commands between the relay protection and automation complex (RPA), a complex of an automated process control system ( Automated process control system) of the upper level of the substation and various intelligent electronic devices connected to the process bus.
Недостаток прототипа - его неспособность обеспечить управление и мониторинг ячейки КРУ в качестве одного из интеллектуальных электронных устройств цифровой подстанции в соответствии с международным стандартом МЭК 61850.The disadvantage of the prototype is its inability to provide control and monitoring of the switchgear cell as one of the intelligent electronic devices of the digital substation in accordance with the international standard IEC 61850.
Раскрытие существа изобретенияDisclosure of the invention
Технический результат изобретения - повышение производительности цифровой обработки и надежности управления ячейкой КРУ при ее сопряжении с другими компонентами цифровой подстанции и с удаленными центрами управления по интерфейсу, унифицированному в соответствии со стандартом МЭК 61850.The technical result of the invention is to increase the productivity of digital processing and the reliability of control of a switchgear cell when it is interfaced with other components of a digital substation and with remote control centers via an interface unified in accordance with IEC 61850.
Предметом изобретения является устройство управления и мониторинга ячейки комплектного распределительного устройства (КРУ) цифровой подстанции, содержащее первый контроллер, снабженный аналоговыми и дискретными входами, предназначенными для подключения к соответствующим выходам датчиков состояния ячейки КРУ, второй контроллер, снабженный последовательным портом, к которому подключен сенсорный экран, и третий контроллер, снабженный дискретными входами для подключения к датчикам состояния ячейки КРУ и дискретными выходами, к которым подключен формирователь релейных сигналов управления ячейкой КРУ, при этом первый, второй и третий контроллеры связаны между собой внутренней локальной вычислительной сетью (ЛВС), а второй и третий контроллеры снабжены первым и вторым дублированными портами Ethernet, предназначенными для подключения к станционной шине и к шине процесса цифровой подстанции соответственно.The subject of the invention is a control and monitoring unit for a complete substation switchgear (digital switchgear) of a digital substation, comprising a first controller equipped with analog and discrete inputs for connecting to the respective outputs of the state switchgear cell sensors, a second controller equipped with a serial port to which a touch screen is connected , and the third controller, equipped with discrete inputs for connecting to the state sensors of the switchgear cell and discrete outputs to which m a relay driver for controlling the switchgear cell is connected, while the first, second and third controllers are interconnected by an internal local area network (LAN), and the second and third controllers are equipped with first and second redundant Ethernet ports for connecting to the station bus and to the bus digital substation process, respectively.
Блок-схема заявляемого устройства, подключенного к контролируемому КРУ, представлена на фиг.1.A block diagram of the inventive device connected to a controlled switchgear is shown in figure 1.
Устройство содержит первый контроллер 1, второй контроллер 2 и третий контроллер 3. Контроллер 1 снабжен аналоговыми входами 4 и дискретными входами 5 для подключения к соответствующим выходам датчиков состояния ячейки 6 КРУ. Контроллер 2 снабжен последовательным портом 7, к которому подключен сенсорный экран 8. Контроллер 3 снабжен дискретными входами 9 для подключения к датчикам состояния ячейки 6 и дискретными выходами 10, к которым подключен формирователь 11 релейных сигналов управления ячейкой 6. Контроллеры 1, 2 и 3 связаны между собой внутренней ЛВС 12. Контроллеры 2 и 3 снабжены дублированными портами Ethernet: контролер 2 - первым дублированным портом 13, а контроллер 3 - вторым дублированным портом 14.The device comprises a first controller 1, a second controller 2, and a third controller 3. The controller 1 is equipped with analog inputs 4 and digital inputs 5 for connecting to the corresponding outputs of the state sensors of cell 6 of the switchgear. The controller 2 is equipped with a serial port 7 to which the touch screen is connected 8. The controller 3 is equipped with discrete inputs 9 for connecting to the state sensors of the cell 6 and discrete outputs 10, to which the shaper 11 of the relay signals for controlling the cell 6 is connected. The controllers 1, 2, and 3 are connected between each other's internal LAN 12. Controllers 2 and 3 are equipped with duplicated Ethernet ports: controller 2 has a first duplicated port 13, and controller 3 has a second duplicated port 14.
Порты 13 и 14 предназначены для подключения к дублированным коммуникационным шинам цифровой подстанции: к станционной шине 15 и к шине 16 процесса соответственно.Ports 13 and 14 are designed to be connected to redundant communication buses of a digital substation: to a station bus 15 and to a process bus 16, respectively.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Контроллер 3 осуществляет непосредственное управление коммутационными аппаратами ячейки КРУ через формирователь 11 релейных сигналов. Необходимую для выполнения алгоритмов управления информацию о токах и напряжениях главных цепей КРУ от цифровых датчиков тока и напряжения и команды аварийного отключения от комплекса РЗА, контроллер 3 получает по шине 16 процесса в соответствии со стандартом МЭК 61850-9-2. Информацию о состоянии коммутационных аппаратов контроллер 3 получает непосредственно из ячейки 6 КРУ по своим дискретным входам 9 и от контроллера 1 по внутренней локальной сети 12. Команды оперативного управления от комплекса АСУТП подстанции, команды взаимных блокировок с другими ячейками, принимаемые контроллером 2 по шине 15 подстанции в соответствии со стандартом МЭК 61850-8-1, также передаются в контроллер 3 по внутренней сети 12.The controller 3 directly controls the switching devices of the switchgear cell through the shaper 11 of the relay signals. The information necessary for the execution of control algorithms on the currents and voltages of the main circuits of the switchgear from digital current and voltage sensors and the emergency shutdown command from the relay protection and automation complex, controller 3 receives via process bus 16 in accordance with IEC 61850-9-2. Controller 3 receives information on the state of switching devices directly from switchgear cell 6 via its discrete inputs 9 and from controller 1 via internal local area network 12. Operational control commands from the substation control system, interlocking commands with other cells received by controller 2 via substation bus 15 in accordance with IEC 61850-8-1, are also transmitted to the controller 3 via the internal network 12.
Контроллер 1 собирает информацию от всех датчиков состояния ячейки КРУ (в том числе от датчиков давления в КРУЭ), реализует ее временное хранение до передачи на верхний уровень и выполняет алгоритмы диагностики состояния КРУ. Получаемую информацию и результаты диагностики контроллер 1 передает по внутренней сети 12 контроллеру 2, который транслирует ее на верхний уровень АСУТП подстанции по шине 15.Controller 1 collects information from all sensors of the state of the switchgear cell (including pressure sensors in the switchgear), implements its temporary storage until it is transferred to the upper level, and performs algorithms for diagnosing the state of the switchgear. The controller 1 transmits the received information and diagnostic results via the internal network 12 to the controller 2, which translates it to the upper level of the control system of the substation via bus 15.
Локальное управление ячейкой 6 КРУ и контроль самого модуля управления и мониторинга осуществляются с сенсорного экрана 8, подключенного к порту 7 контроллера 2, с использованием внутренней сети 12 для обмена информацией с контроллерами 1 и 3.Local control of switchgear cell 6 and control and monitoring module itself are carried out from the touch screen 8 connected to port 7 of controller 2, using the internal network 12 to exchange information with controllers 1 and 3.
Структура предлагаемого устройства обеспечивает требуемую для цифровой подстанции производительность обработки и надежность управления благодаря оптимальному распределению функций между контроллерами 1, 2 и 3 и способности к обмену цифровыми данными и командами с другими интеллектуальными устройствами цифровой подстанции через дублированные порты 13 и 14 по коммуникационным шинам 15 и 16 соответственно.The structure of the proposed device provides the processing performance and control reliability required for a digital substation due to the optimal distribution of functions between controllers 1, 2 and 3 and the ability to exchange digital data and commands with other smart devices of a digital substation through duplicated ports 13 and 14 via communication buses 15 and 16 respectively.
Claims (1)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112020/07A RU2454772C1 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Control and monitoring device of cubicle switchboard cell |
PCT/RU2011/000692 WO2012134333A1 (en) | 2011-03-30 | 2011-09-09 | Module for controlling and monitoring a cell of a modular distribution device and digital substation with a cell of a modular distribution device equipped with such a module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011112020/07A RU2454772C1 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Control and monitoring device of cubicle switchboard cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2454772C1 true RU2454772C1 (en) | 2012-06-27 |
Family
ID=46682022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011112020/07A RU2454772C1 (en) | 2011-03-30 | 2011-03-30 | Control and monitoring device of cubicle switchboard cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2454772C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU209720U1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-03-21 | Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" (АО "РАСУ") | Communication device for cluster digital substation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2210104C2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-08-10 | Езерский Сергей Владимирович | Multiprocessor information-management relay protection and automatic control system |
EP1369975A2 (en) * | 2002-06-06 | 2003-12-10 | Hitachi, Ltd. | Monitoring and control system for a power distribution panel switchgear |
US20080084116A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-10 | Siemens Energy & Automation, Inc. | EIB protocol in an integrated power distribution system |
RU2009118938A (en) * | 2006-10-20 | 2010-11-27 | Абб Текнолоджи Аг (Ch) | EL or VL ELECTRICITY DISTRIBUTION CELL WITH INTEGRATED DIGITAL COMMUNICATION AND MULTIFUNCTIONAL MODULE FOR SUCH CELL |
-
2011
- 2011-03-30 RU RU2011112020/07A patent/RU2454772C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2210104C2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-08-10 | Езерский Сергей Владимирович | Multiprocessor information-management relay protection and automatic control system |
EP1369975A2 (en) * | 2002-06-06 | 2003-12-10 | Hitachi, Ltd. | Monitoring and control system for a power distribution panel switchgear |
US20080084116A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-04-10 | Siemens Energy & Automation, Inc. | EIB protocol in an integrated power distribution system |
RU2009118938A (en) * | 2006-10-20 | 2010-11-27 | Абб Текнолоджи Аг (Ch) | EL or VL ELECTRICITY DISTRIBUTION CELL WITH INTEGRATED DIGITAL COMMUNICATION AND MULTIFUNCTIONAL MODULE FOR SUCH CELL |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU209720U1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-03-21 | Акционерное общество "Русатом Автоматизированные Системы Управления" (АО "РАСУ") | Communication device for cluster digital substation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102664465B (en) | Breaker controller with dual-power-source switching function, switching system and switching method | |
RU107411U1 (en) | CONTROL AND MONITORING MODULE OF THE COMPLETE DISTRIBUTION DEVICE CELL AND THE DIGITAL SUBSTATION WITH THE COMPLETE DISTRIBUTION DEVICE CELL WITH THE SUCH MODULE | |
CN107611945B (en) | Equipment state sensing type 110kV line protection system and implementation method | |
CN205265349U (en) | Little electric wire netting intelligence measurement and control device | |
CN104242472B (en) | A kind of railway station low buckling distribution intelligent monitor system | |
CN103107595B (en) | Substation automation system in prefabricated transformer substation | |
CN202940826U (en) | Network communication management machine and network communication management system | |
CN103105796A (en) | Intelligent potential transformer (PT) automatic connection and separation switch device | |
CN103885411A (en) | Integrated automation system of power station | |
CN103200280A (en) | Process level interface device of intelligent substation | |
CN202076849U (en) | Centralized protection, measurement and control device for transformer station | |
CN201616682U (en) | Optoelectronic triple-isolated DC cabinet power source monitor of collection system | |
CN108599095B (en) | Safety device integrating bus-tie spare power automatic switching and main transformer spare power automatic switching functions | |
RU2454772C1 (en) | Control and monitoring device of cubicle switchboard cell | |
CN202034825U (en) | Intelligent comprehensive device of medium-voltage switch | |
CN205265352U (en) | Intelligent medium voltage switch cabinet | |
CN202696279U (en) | Circuit breaker controller with dual-power changeover function and dual-power switching system | |
CN206650503U (en) | Electric remote redundant monitoring system | |
CN206650504U (en) | power network monitoring system | |
CN115981227A (en) | Intrinsic safety explosion-proof remote redundant IO substation device | |
CN206133277U (en) | A programmable logic control cabinet for automobile industry production facility system | |
WO2012134333A1 (en) | Module for controlling and monitoring a cell of a modular distribution device and digital substation with a cell of a modular distribution device equipped with such a module | |
CN203289496U (en) | Intelligent substationprocess layer interface device | |
CN114552764A (en) | High-voltage side standby power supply automatic switching device based on PLC and automatic switching method thereof | |
CN202260233U (en) | GIS interval intelligent monitoring device for gas insulated metal-enclosed switchgear |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191230 |